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UMR GDEC

UMR 1095 Génétique Diversité et Ecophysiologie des Céréales

Rendement et Adaptation du Blé aux Contraintes Abiotiques (ABC)

Contexte et enjeux

Le projet de recherche de l’équipe ABC se place dans le cadre général d’une évolution de la demande en quantité et qualité de la récolte de blé dans un contexte climatique et technique changeant. La production de céréales doit selon la FAO augmenter de ~50% d’ici à 2050 pour satisfaire à la demande mondiale et ceci principalement par une augmentation du rendement et non des surfaces cultivées. Cet accroissement devra se faire dans le contexte de changement du climat. Celui-ci est d’un côté associé à une élévation de la teneur en CO2 atmosphérique favorable à la photosynthèse des plantes en C3. Mais d’un autre côté, il est associé à une augmentation de la température moyenne qui entraîne un raccourcissement des cycles, une augmentation en fréquence et en intensité des fortes températures pénalisant le poids du grain et des déficits en eau plus fréquents défavorables au rendement en grain et en protéines. De plus, L’accroissement de production devra se réaliser avec des ressources limitées en intrants pour des raisons économique, écologique ou sanitaire largement discutées dans le Grenelle de l’Environnement et concernant en particulier la fertilisation azotée. A côté de solutions agronomiques liées notamment à l’optimisation des rotations et des itinéraires techniques, l’amélioration des plantes doit apporter sa contribution à travers la sélection de variétés de blé adaptées à ces nouvelles conditions de production. Elles devront montrer une tolérance élevée aux contraintes abiotiques majeures (eau, température, azote) et valoriser l’augmentation de la teneur en CO2. Dans ce cadre, l’enjeu du projet de l’équipe ABC est l’obtention de connaissances et des outils pour faciliter cette sélection.

Objectifs scientifiques

Le cycle de développement du blé peut être décomposé en deux phases séparées par la floraison. Pendant la période pré-floraison les organes « sources » que sont les feuilles et les racines se mettent en place. Ces organes permettront notamment d’assimiler le carbone via la photosynthèse et les éléments minéraux via l’absorption racinaire. A la fin de cette période sera déterminé le nombre des grains qui constitueront les puits prioritaires après la floraison. La mise en place des organes sources et puits est gouvernée par des processus donnant lieu à des compensations fortes, nombre d’organes/tailles des organes par exemple, sous influence des variables climatiques. A floraison, la structure qui en résulte définit un état du couvert en termes de rapport sources/puits qui impactera fortement sur le fonctionnement de la culture par la suite. Après la floraison, les compartiments et les structures tissulaires qui définiront la taille potentielle des grains vont tout d’abord se mettre en place, puis se remplir principalement en carbone (amidon ~70%) et en azote (protéines de réserve ~12%). Cette période est déterminante pour le rendement en carbone et en protéines et est particulièrement sensible aux contraintes abiotiques. De fortes températures durant la phase précoce peuvent fortement limiter la taille potentielle du grain même si selon le stade d’application des températures élevées des effets différenciés sur la masse finale des grains ont été observés. Nous avons aussi montré que l’écart à la relation rendement-teneur en protéines (GPD) était fortement corrélé à la quantité d’azote absorbé post-floraison. Dans ce cadre, les deux questions de recherche prioritaires qui seront développées dans l’équipe ABC concernent (1) l’identification des principaux éléments du développement du grain qui déterminent sa taille potentielle en conditions optimales et sous contraintes abiotiques et (2) la détermination des facteurs génétiques et écophysiologiques de la dynamique d’absorption de l’azote post-floraison.

Stratégie générale

Stratégie générale équipe ABC

Actions et projets de recherche

Biologie cellulaire et moléculaire du développement du grain de blé en conditions optimales et sous contraintes abiotiques

S. Mouzeyar [coord.], F. Bouzidi, A. Boulaflous, C. Girousse, D. Cormier, M. Sibaud, N. Allard
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Déterminismes génétique et écophysiologiques de la dynamique d’absorption de l’azote post-floraison

J. Le Gouis [coord.], V. Allard, J.L Joseph, D. Cormier, J. Messaoud, B. Bonnemoy, P. Lemaire, S. Rougeol, F. Taulemesse
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Projets de recherche

ANR, FSOV, FP7
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